Как охладить трансформатор в блоке питания
Компьютер давно уже стал таким же обычным предметом в доме, как и например холодильник. Но почему-то многие пользователи компьютеров, особенно не сильно «продвинутые» считают, что современный компьютер должен шуметь. Он ведь мощный, ему нужен БП на XXX ватт, а шум — это неизбежность. Однако для большинства типичных домашних конфигураций это не так. Их можно сделать как минимум тихими, а то и вовсе практически бесшумными. Далее я расскажу, как добиться этого без значительных финансовых вложений простыми и доступными средствами.
Вместо введения
Сразу уточню, я описываю типичные домашние и офисные конфигурации. Компьютеры суровых геймеров с двумя видеокартами, разогнанными четырехядерными процессорами — совершенно другая история (хотя при желании и необходимых капиталовложениях их тоже можно сделать тихими). И примером такой типичной конфигурации пусть будет моя: AMD Athlon X2 4850e, MSI K9NGM4-F V.2, 3 Gb DDRII, Radeon X800GT, Seagate Barracuda 7200.11 500Gb, DVD, корпус Asus Ascot 6AR, БП: FSP ATX400-PNF
Источники шума
Источников шума в компьютере, по большому счету 3: вентиляторы (кулеры), жесткие диски, приводы DVD. А видов шума два: шум потоков воздуха и вибрации. И действует правило: меньше источников шума — общий шум системы меньше. Поэтому глобальная цель выглядит тривиально: максимально уменьшить количество источников шума и уменьшить количество шума от каждого оставшегося источника.
Шум от вентиляторов.
Прежде всего, определимся с простыми вещами. Бесшумный вентилятор — тот, который не крутится вообще, тихий — тот, который крутится не больше 800 оборотов в минуту. Чем больше лопасти вентилятора, тем больше воздушный поток при равных оборотах. Чем больше площадь охлаждаемой поверхности — тем качественнее происходит охлаждение. Минимальный обдув лучше полностью пассивного охлаждения примерно в 3 раза. Ну и наконец, чем меньше выделяется тепла, тем более простые системы охлаждения нужны.
На данный момент оптимальным вариантом по соотношениею уровень шума/эффективность для тихой системы являются вентиляторы, размером 120мм с небольшим количеством оборотов от 12В (до 1000 в минуту).
В типичном системнике вентиляторы могут быть: на чипсете, видеокарте, процессоре, жестком диске, в блоке питания, на корпусе (на вдув и на выдув). Рассмотрим их все.
Чипсет
Большинство современных материнских плат идут с пассивными системами охлаждения. То есть просто радиатор, без вентилятора на нем. Казалось бы, все хорошо, но не тут-то было. Дело в том, что производители материнских плат не рассчитывают, что на процессоре вентилятора может не быть, а движение воздуха внутри корпуса будет незначительным из-за отсутствия вытяжных вентиляторов. Поэтому вариантов принципиально 2: заменить радиатор на чипсете на более мощный и оставить пассивным, или применять дополнительный обдув. Если у вас стоит радиатор с вентилятором, то можно просто снять вентилятор, а существующий радиатор обдувать отдельно. Более правильный вариант — замена радиатора на чипсете на более мощный. Например, Zalman ZM-NBF47 или Zalman ZM-NB47J
Перед покупкой радиатора нужно убедиться, что он подойдет к текущей модели материнской платы. Во-первых, существующий радиатор может быть приклеен термоклеем к чипсету и снять будет весьма проблемно, плюс есть риск повреждения материнской платы или чипсета. Во-вторых, помешать может неудачное расположение чипсета относительно видеокарты или процессора, близкое расположение конденсаторов, нетипичное расположение монтажных отверстий на материнской плате.
Вывод: избавляться от вентилятора на чипсете в любом случае. Желательно заменить на мощный радиатор.
Видеокарта
Современная индустрия выпускает достаточно мощные видеокарты с пассивным охлаждением. Поэтому самый простой вариант — взять именно такую. Как и в случае с производителями материнских плат, здеть возможны те же проблемы: не все расчитывают на то, что в корпусе может быть слабая вентиляция. Поэтому при выборе видеокарты лучше смотреть на размер радиатора. Если радиаторы расположены с двух стороны видеокарты — это дополнительный плюс. Если нужна достаточно мощная видеокарта, которой нет в пассивном исполнении или существующую не хочется менять, решение проблемы — покупка отдельного пассивного радиатора, например, Zalman ZM80D-HP. Я давно использую такой радиатор, он обеспечивает пассивное охлаждение для многих видеокарт (в том числе и для моей X800GT, потребляющей до 55 Вт при нагрузке). К тому же у этого радиатора есть отличный бонус: на него можно установить 120мм вентилятор, который будет обдувать не только видеокарту, но и чипсет и процессор.
X800GT с установленным ZM80D-HP.
В качестве более дешевой альтернативы апгрейду видеокарты или покупке дорого радиатора могу предложить отключить стандартный вентилятор, снять кожух с радиатора (если он есть), и обдувать видеокарту отдельным вентилятором, который будет просто стоять на дне системника или висеть на уровне видеокарты. Качество охлаждения скорее всего снизится, но если по результатам тестов температура не будет критической, то можно и так оставить.
Для тех, кому не нужны игры могу порекомендовать посмотреть в сторону материнских плат со встроенным видео. Интегрированный Geforce8200 неплох, а сейчас начали появляться материнские платы на более быстром Geforce9300. Однако стоит учесть, что для таких плат чипсет обдувать придется в любом случае, даже если производитель поставил только радиатор.
Вывод: видеокарту лучше сразу покупать с пассивным охлаждением, или сделать охлаждение пассивным.
Процессор
Практически везде на процессоре стоит вентилятор, от которого избавиться достаточно сложно. Проблему нужно решать в комплексе: уменьшить тепловыделение процессора и купить мощный радиатор.
Если есть возможность — нужно взять процессор из серии энергоэффективных. Например, у AMD есть 2 похожие модели: Athlon X2 4800+ и Athlon X2 4850e. По производительности идентичны, а вот по TDP отличаются на 20 Вт: 65 против 45. Второй способ уменьшения тепловыделения — понижение частоты и напряжения. Все современные процессоры поддерживают возможность снижения частоты в моменты простоя и повышения до номинала при возникновении нагрузки. Существуют различные сторонние программы, которые управляют этим процессом. В висту эта функциональность встроена, достаточно только поставить драйвер процессора и покопаться в панели управления в разделе «Электропитание».
Радиатор на процессор должен быть большим и на тепловых трубках. На данный момент — это факт. Для себя я после чтения многочисленных обзоров остановился на модели Ice hammer 4400B, как наиболее оптимальной по соотношению цена/качество. Обзор можно найти здесь. Дополнительным плюсом данного радиатора является наличие в комплекте переменного резистора, позволяющего плавно настраивать обороты вентилятора.
При таких размерах во многих случаях вентилятор на процессор вообще не понадобится.
Вывод: использовать мощный радиатор, настроить динамическое управление частотой и напряжением в зависимости от загрузки. По возможности использовать энергоэффективный процессор.
Жесткий диск
Некоторый пользователи ставят дополнительное охлаждение на жесткий диск в виде пластины с двумя сильно шумящими вентиляторами. Мое мнение: не нужно ставить, если стоит — нужно убрать. Если температура жесткого диска достигает 50 градусов — охлаждать нужно, но лучше это сделать обдувом 120мм вентилятора. В моем корпусе корзина для жестких дисков может штатно продуваться 120мм вентилятором. Также можно установить пассивное охлаждение на тепловых трубках.
Некоторые модели жестких дисков (особенно старые) свистят при работе. Можно попробовать с помощью утилит производителей за счет скорости работы уменьшит их уровень шума. Но чуда не случится. Свистящий винчестер надо просто продавать и покупать новый, желательно однопластинный: меньше пластин внутри диска — меньше шум и вибрации.
Блок питания.
Самая критичная часть системного блока. Полностью отключать вентилятор нельзя, кроме того очень сложно количественно измерить, насколько хорошо/плохо блоку питания в данный момент. Также все доработки системы охлаждения БП приводят к потере гарантии. Самый разумный способ — продать текущий блок питания, если в нем вентилятор 80мм (на задней крышке) и заменить на БП проверенной марки с вентилятором на 120мм в нижней части. Кроме уменьшенного уровня шума мы получаем отвод тепла прямо от процессора и выброс его за пределы корпуса. Соответственно, не нужен вытяжной вентилятор.
В современных блоках питания активно ставятся системы термоконтроля, которые управляют скоростью вращения вентилятора. Делают они это не очень хорошо. К тому же во многих блоках питания сами вентиляторы используются средние с точки зрения шумности. Для получения тишины придется разбирать БП, отключать схему термоконтроля и менять вентилятор. Еще раз повторюсь: это лишает гарантии.
Открываем блок, перекусываем провода к вентилятору, отключаем старый и ставим туда новый вентилятор. Умеющие держать паяльник в руках могут припаять вентилятор непосредственно к плате блока питания.
Подключать новый вентилятор я предпочитаю за пределами блока питания. Во-первых, не надо паять плату/никаких скруток в БП. Во-вторых, появляется дополнительная свобода в месте и способе подключения и дополнительный бонус в виде мониторинга скорости вращения вентиляторов.
Вывод: покупка тихого блока питания. И (или) ручная доработка охлаждения с помощью замены вентилятора и отключения схемы термоконтроля.
Уменьшение скорости вращения вентиляторов.
Все вентиляторы работают от 12В, при этом есть способ заставить работать более тихо, на меньших оборотах, понизив входное напряжение. Можно впаять резистор (но проблема найти нужный актуальна), можно сделать проще: повесить вентилятор на 7В. 7В получается, когда «землю» вентилятора подключаем к +5В. В результате между +5В и +12В разность потенциалов равна 7В.
В этом случае вентилятор работает заметно тише, но есть вероятность, что он не раскрутится с пониженного напряжения. Тут уж нужно экспериментировать и проверять.
Пример впаивания резистора. На фото готовый переходник и вентилятор на процессоре, но суть от этого не меняется.
У меня вентилятор от БП подключается к материнской плате через переменный резистор от IceHammer 4400B. Это дает возможность мониторить обороты + оптимально настроить скорость вращения. Для БП я установил скорость в 600 оборотов. Дополнительный хинт: ненужные провода легко умещаются в пространстве между верхней крышкой БП и корпусом.
Вентиляторы на вдув и выдув.
Моё мнение: не нужны. Если внутри системника нет сильно мощных источников тепла, а БП вытягивает воздух наружу, то нечего лишний шум разводить. Но если уж ставить — то обязательно 120мм вентиляторы и желательно на 7В. Опять же, не во все корпусы можно поставить 120мм вентиляторы, но к большинству современных качественных и просторных корпусов это не относится: везде есть крепления под 120мм
Вентиляторы для обдува.
- вентиляторов, меньше 120мм быть не должно. Ни одного.
- Максимальная скорость вращения 120мм вентилятора — 1000 оборотов.
Общий вид системного блока
Вот общие фотографии моего системного блока в сборе
У меня в системе 2 вентилятора. Один в блоке питания, 120мм, вращается на 600 оборотах. Другой обдувает видеокарту, чипсет и немного процессор, тоже 120мм, вращается на 400 оборотах. В принципе, можно и без него, но нет смысла: из БП вентилятор не убрать, а шума второго на сильно пониженных оборотах не слышно. Общий уровень шума такой, что для определения, работает компьютер или нет, днем нужно прислушиваться. Бывало пару раз я пытался включить уже включенный компьютер.
Дальнейшее развитие невозможно без водяного охлаждения. Только в этом случае можно будет заменить на пассивный БП (например, FSP Zen), охлаждать винчестер водой, что позволит убрать его в коробку, надежно гасящую вибрации. Впрочем, водяная помпа тоже издает некоторый шум :)
Уменьшение вибраций
Последний штрих — уменьшение вибраций от компонентов системного блока. Вибрируют вентиляторы, жесткий диск и привод DVD.
Вибрацией от вентиляторов до 1000 оборотов в минуту можно пренебречь (если все же вибрация идет, попробуйте заменить другим вентилятором). На более высоких оборотах можно бороться, подкладывая специальные резиновые прокладки или двухсторонний скотч в местах крепления, но проще снизить обороты вентилятора. DVD-приводом я пользуюсь очень редко, можно и потерпеть. К тому же, там сложно что-то сделать. Остается жесткий диск.
Даже от самого тихого исходят вибрации, которые дают много шума в итоге, когда жесткий диск прикручен к корпусу. Для проверки этого открутите диск от корпуса, возьмите в руку или положите на что-нибудь гасящее вибрацию и дождитесь загрузки операционной системы (на свой страх и риск! Потерять файловую систему из-за плохого контакта провода можно очень легко). Шума от него будет существенно меньше. В моем корпусе предусмотрены подушечки для гашения вибрации от жесткого диска. Но разницы особой я не почувствовал. Поэтому нужно действовать радикально: жесткий диск не должен касаться корпуса компьютера!
Это возможно, если его повесить на резинках в отсеке для DVD. Резинки я купил в аптеке (называются они «бинт Мартенса»). Резинки натягиваются в двух местах и перекручиваются, таким образом, чтобы они стремились раскрутиться обратно. Между ними вставляем жесткий диск. Главное — убедиться, что он нигде не касается корпуса. В местах крепления резинок к корпусу нужно вставить лист бумаги, чтобы они случайно не порвались из-за соприкосновения с металлом корпуса.
У меня были сомнения насчет температуры жесткого диска при таком способе подключения, но на практике оказалось, что температура редко достигает 45 градусов, несмотря на отсутствие вентиляции и соприкосновения с корпусом. Летом тоже не перегревается, впрочем, у меня постоянно работает сплит-система, поэтому окружающая температура не сильно отличается от зимней. Текущая температура компонентов (по данным SpeedFan)
Термоинтерфейс.
Я использую термопасту Алсил в шприце. Хорошее качество за доступную цену. Когда недавно собирал домашний сервер, взял обычный кулер со штатным термоинтерфейсом и поставил. Все было хорошо, пока не потребовалось снять радиатор. Ни в какую! Он приклеился к процессору, так что мне пришлось применить силу и вытащить его вместе с процессором. И это при закрытом замке. Будьте осторожны и подумайте прежде, чем ставить радиатор с уже нанесенным с завода термоинтерфейсом!
Заключение
В этой статье описаны простые и бюджетные способы уменьшения шума от компьютера. Конечно, в каждом конкретном случае выбор способа уменьшения шума индивидуален, здесь я коротко попытался описать общее «направление движения». Замечания, предложения, вопросы? — Жду в комментариях!
Короче говоря, напрашиваются два относительно простых способа ликвидировать шум: поставить радиатор побольше, либо смастерить водоблок. Изготавливать водяное охлаждение только для блока питания конечно глупо (но оригинально). И разумно если у вас уже есть СВО хотя бы для процессора. Я отказался от этого способа хоть у меня и стоит система вод. охл. из-за того что это может быть опасным и снизить надежность всей системы. Да и найти и поставить радиатор проще водоблока.
Перед тем как все это раскрутить, выпаять, запаять и закрутить я снял крышку блока питания и прикинул, что мне для всей этой модернизации понадобится и вообще смогу ли я. В общем, интерес и желание похвастаться перед друзьями не дали мне долго прикидывать, и я пошел в магазин радиодеталей за радиатором и полимерными прокладками. Это все что нужно для переделки (хотя и прокладки можно поставить старые). В магазине предложили алюминиевый радиатор б/у.
Как выяснилось позже, одна из его сторон оказалась равна одной из сторон БП. Что порадовало. Ошлифовал видные поверхности радиатора. Так, для блеска.
В блоке питания стоят два радиатора.
Чтобы закрепить транзисторы и диодные сборки на новый радиатор, нужно было сначала их выпаять. Пришлось выпаивать старые радиаторы вместе с транзисторами и сборками. Так проще. Выпаивал оплеткой. Сразу же на места транзисторов и сборок впаял провода.
На рисунке детали уже откручены. Кстати сказать, на родном радиаторе с транзисторами было напряжение сто с чем-то вольт, для чего - не знаю (все детали были изолированы, радиатор не использовался как проводник). Выпаянные детали теми же саморезами прикрутил к новому радиатору с использованием термопасты. Изолировал детали от радиатора полимерными прокладками (все-таки заменил на новые, потому что старые уже деформировались) и керамическими кольцами.
На первый взгляд прокладки кажутся, великоваты, но это для безопасности. Вдруг какой-нибудь транзистор повернется вокруг винта. Тогда при желании погреть руки на радиаторе я их не только согрею, но и почувствую, как хороша жизнь.
Что бы потом спокойней запускать компьютер нужно проверить тестером, не контачат ли детали с радиатором. После проверки радиатор с деталями закрепил на корпус БП в старые отверстия, вместо открученной крышки. Сборки и транзисторы соединил со своими местами поводами. На ножки одел хлорвиниловую трубку.
Вентилятор убирать не стал. На всякий пожарный случай. Но поставил в разрез минуса регулируемое сопротивление на 150 Ом. Если ни чего кроме полупроводников греться не будет, обороты выставлю самые малые, такие чтобы он мог запуститься или уберу совсем. Боковые стенки закрыл оцинкованной жестью. Ну и вот как теперь выглядит мой блок питания.
Такой блок питания уже навряд ли встанет в обычный корпус. Хотя здесь все как обычно - если постараться и проявить смекалку то можно все. Меня это не беспокоит, потому что у меня не совсем обычный корпус, и места в нем достаточно не только для установки такого блока питания.
Короче говоря, я его установил, подключил и включил. Все заработало, слава богу, как обычно. Вентилятор заработал при 150 Ом. Теперь для уверенной эксплуатации блока его нужно проверит в условиях приближенных к боевым. После продолжительного прогона 3DMark, температура радиатора на ощупь в пределах 50-550С. К сожалению, нет у меня такой полезной вещи как термометр. После теста я как можно быстрее выключил компьютер и снял крышки БП для проверки температуры других элементов. Температура трансформатора около 30 o С, потрогав тороидальный дроссель, я обжегся, но не сразу, наверно около 70 o С±10 o С. Далеко не смертельная для него температура. Кроме этих элементов значительно (не более 30 o С) ничего не нагрелось. Вентилятор при 150 Ом практически не создавал потока. Его смело можно отключить. Ну, теперь (подумал я про блок) пусть только пикнет.
Через некоторое время просто для интереса я решил засунуть голову в корпус и определить все источники хоть малейшего шума. Мне это интересно, потому что очень хочется, чтобы компьютер работал как монитор с точки зрения шума. Все-таки это электроника, а не двигатель внутреннего сгорания. Последовательно отключил: корпусной вентилятор, помпу, жесткий диск. Все, больше шумов не было кроме свиста в блоке питания.
Хочу поделиться своим опытом создания тихого компьютера. Сейчас эта тема становится все более и более актуальной и востребованной. Растет популярность HTPC, большинству граждан вообще не требуется горячая машина для серфинга интернета и просмотра почты. Но здесь речь пойдет немного о другом подходе.
Да, основная задача машины, которую я хотел собрать, действительно просмотр фильмов и прослушивание музыки на большом телевизоре в гостиной, но вот незадача, мне не чужды игры…
Перед тем как приступить к описанию своего проекта, я расскажу немного о том, как я вообще пришел к желанию получить то, что будет описано ниже. Что я имею? У меня 55-ти дюймовый телевизор 4K, напольная акустика B&W и интегральный усилитель Cambridge Audio со встроенным ЦАП. Также было приобретено сетевое хранилище, Synology, чтобы вопрос о наличии свободного пространства отпал навсегда. Кстати, с приобретением NAS сервера я получил намного больше, чем просто огромный внешний диск, как я изначально ожидал, но это совсем другая история. В общем, для всего этого добра нужен был транспорт.
Изначально использовался домашний MBP, но постоянная коммутация, лежащие повсюду провода (а их как минимум набиралось три! — питание, HDMI, USB-аудио). У меня был MBP Late 2014 с Retina, он подходит в качестве цифрового транспорта весьма неплохо! Он очень тихий и все еще весьма способный, но встроенное видео начисто перечеркивало игровые возможности компьютера, а постоянное наличие проводов в гостиной, как я уже сказал, меня совершенно не радовало. И даже не смотря на это я готов бы был жить с таким вариантом, все равно на игры уже совсем не хватает времени. Но эстетическая сторона вопроса не давала мне спокойно спать, хотелось большего…
Затем мой взгляд пал на такую замечательную штуку, как BD-плеер от Cambridge Audio. Вот, подумал я, то, что нужно! Великолепный дизайн, качество исполнения на высшем уровне! Этот плеер замечательно бы смотрелся рядом с моим усилителем! Кроме того, судя по многочисленным обзорам в сети, этот плеер Компании удался весьма способный: все цифровые форматы аудио и видео плеер воспроизводит на 5 баллов! Кроме того, я очень полюбил в последнее время хорошую музыку, а сей девайс обладает весьма нетривиальными музыкальными способностями!
Я почти остановился на таком варианте и даже почти смог закрыть глаза на весьма немалую его стоимость, но что-то все же меня тормозило! Видимо, это была какая-то неготовность к тому, чтобы перейти от компьютера, его неограниченными возможностями, на узкоспециализированный девайс, хоть и обладающий вроде бы всем, что мне было нужно. Но как же серфинг в сети на большом экране? Как же домашний компьютер для каких-то общих задач? Как же игры, в конце концов?! Решено было собирать HTPC.
Это был долгий путь, на котором я не буду акцентировать Ваше внимание. Скажу лишь, что все компоненты были выбраны сразу, но потом началась эпопея с подходящим корпусом… Сначала был куплен Cooler Master Elite 110, но он мне не подошел по высоте. Сам не знаю как так вышло, он должен был стоять в тумбе, рядом с усилителем, высота которой 205 мм. Не хватило в общем буквально чуть-чуть, мой прокол, не промерил как следует. Затем был долгий и мучительный поиск альтернативного корпуса.
Просмотрел все, что представлено на рынке под платы mini-ITX, от Sharkoon QB-One и разных моделей от Fractal Design и до SilverStone Raven разных генераций и даже LianLi PC-Q19. Везде что-то меня не устраивало, то дизайн, то размеры. Общей претензией оказалось качество изготовления, что особенно заметно на фоне немалой цены большинства моделей. Затем взор упал корпуса Streacom, не представленные в России. Стал выбирать, прорабатывать возможность доставки и сборки компьютера без единого вентилятора. В общем, эта идея мной завладела полностью, о чем и пойдет этот рассказ дальше.
Начав со Streacom мой взор плавно перешел на такую компанию, как HD-Plex. При идентичной концепции этих изготовителей, второй оказался намного больше освещен на просторах сети. Стал читать обзоры и тесты данных корпусов. Обычно, такие корпуса используются в качестве транспорта в системах Hi-Fi, но, что меня особенно зацепило, так это возможность сборки в таком корпусе игрового ПК среднего уровня! Финальным аспектом в принятии решения стала удобная доставка до России, которую предлагает HD-Plex.
Доставка была оформлена на Российский адрес, оплата картой на сайте изготовителя и через полторы недели заветное уведомление от почты России оказалось в моем почтовом ящике! Стоит отметить, что, несмотря на весьма приличный ценник, отправление было сделано через весьма недорогой сервис Deutsche Post, партнером которого в России выступает наша доблестная Почта России. Благо номер для отслеживания был предоставлен. В общем, через полторы недели сотрудник Почты России радостно выволок большущий фирменный мешок (точь в точь как из под картошки, только белый) с просьбой “получите и распишитесь”. У меня наворачивались слезы на глазах от вида того, как обращаются с моей покупкой при мне и мысли о том, что она испытала в пути! Естественно, распаковал корпус я прямо на почте и к своему удивлению обнаружил, что большая внешняя помятая коробка вмещала в себя еще одну коробку в которую и был упакован сам корпус. Она была в полной сохранности и я, перекрестившись, оставил Почте свой автограф и отправился домой.
Прежде чем продолжать дальше я хотел бы немного остановиться на блоке питания для сборки будущего ПК. Не секрет, что выбор блоков питания с приличной мощностью и пассивным охлаждением, скажем так, мягко говоря скуден. Сам же изготовитель корпуса предлагает несколько решений для питания, ориентированных, в первую очередь, на достижением максимально “чистого” питания для высококлассного аудио транспорта, но мои задачи подразумевали другие приоритеты. С одной стороны, нужна была большая мощность блока питания, чем предполагают решения HD-Plex, а во вторых, у меня нет повышенных “аудиофильских” требований к качеству питания, поскольку используется USB Audio и внешний ЦАП, встроенный в мой интегральный усилитель, а устанавливать звуковую карту в ПК я не планировал. Во-первых, улучшения качества звука я вряд ли добился бы несмотря на формально более качественный ЦАП в звуковой карте даже уровня ASUS Xonar Essence STX II. Во-вторых же, мне нужен слот PCIe для установки дискретной видеокарты, а материнская плата mini-ITX уже имеется в наличии и переходить на более крупную не хотелось. В общем, после долгого поиска выбор пал на блоке питания ZF240 Fanless 240W ZeroFlex PSU (изображение с сайта изготовителя).
Блок питания, согласно заверениям изготовителя, имеет заявленную мощность 240 Вт (особо отмечается, что будь этот блок собран в корпусе с активным охлаждением, он был бы сертифицирован как модель мощностью 400 Вт), полностью пассивное охлаждение и КПД, равный 93% (это означает, что в тепло уходит не более 17 Вт, что совсем не много!). Заказан был сей замечательный девайс на eBay и доставлен таким же способом и также в целости и сохранности (причем также быстро!).
Наконец я могу перейти от вступительной части и описания моих приготовлений непосредственно к тому, ради чего была затеяна данная тема. Здесь мне, наверное, следует извиниться перед Вами за столь длительное повествование, но, мне кажется, оно было важным для понимания моих решений. Еще мне кажется, что данные извинения нужно было принести в начале статьи… Раз уж Вы дочитали до данных строк, то бросать дальнейшее чтение уже не имеет совершенно никакого смысла и мы продолжаем.
Как я писал выше, все компоненты будущего компьютера были уже приобретены ранее и, надо сказать, не слишком они подходят для ПК с полностью пассивным охлаждением в привычном понимании. Ниже приведен перечень всех компонентов.
Корпус | HD-Plex H2 Gen2 с комплектом охлаждения GPU |
Блок питания | Streacom ZF240 Fanless 240W ZeroFlex PSU, 240 Вт |
Материнская плата: | ASUS H110I-PLUS (чипсет Intel H110, память DDR4) (макс. 15 Вт) |
Процессор | Intel i5-6500 Skylake (TDP 65W) |
Память | 2x 8 Гб Kingston HyperX FURY DDR4 (не более 3 Вт) |
SSD | Samsung 750 Evo 250 Gb (максимальное потребление 4 Вт) |
Видеокарта | ASUS Turbo GeForce® GTX 1060 6 Gb (TDP 120 Вт) |
Итак, взглянув на перечень выше многие из Вас сразу же скажут, что эти компоненты не слишком подходят для пассивного охлаждения. Особенно в глаза бросается видеокарта! GP106 великолепен в плане энергопотребления, но 120 Вт есть 120 Вт, их сложно рассеять с помощью простого радиатора. К тому же, заявляемая изготовителем корпуса максимальная рассеиваемая мощность для видеокарты не более 95 Вт. Нестыковочка…, но об этом ниже… По сумме максимальной потребляемой мощности все сходится с приличным запасом (максимум 207 Вт). Можно приступать к сборке.
Я не буду рассказывать о процессе сборки ПК в данном корпусе. Скажу лишь, что все компоненты корпуса (а он поставляется в полностью разобранном состоянии) упакованы отлично, что обеспечивает их полную защиту при транспортировке. К тому же, весь процесс сборки корпуса и установки компонентов очень подробно описан в прилагаемом 35-ти страничном руководстве (доступно на сайте изготовителя, кому интересно). Отмечу лишь, некоторые моменты, на которые я обратил внимание. Ни один из них не доставляет проблем, но все же, было бы замечательно, если бы изготовитель учел критику.
Во-вторых, в комплекте идет шестигранник для сборки корпуса (2,5 мм на сколько я могу судить). Немного нестандартный размер. Но почему нет микрошестигранника для установки штифтов кнопки включения?! Cудя по всему 1 мм или меньше, такого в обычном наборе инструментов вообще не найти! Было бы лучше сделать эти шпильки под плоскую отвертку.
Третье, на что я обратил внимание, это отсутствие головки с внутренним шестигранником для установки внутренних опор и стопорных гаек. Там также дробный размер, которого в моем наборе инструментов не оказалось.
Мне также показалось нелогичным отсутствие крепежных отверстий для опор видеокарты. На днище корпуса есть отверстия, но их положение не совпадает с отверстиями на плате Третье, на что я обратил внимание, это отсутствие головки с внутренним шестигранником для установки внутренних опор и стопорных гаек. Там также дробный размер, которого в моем наборе инструментов не оказалось (хотя, возможно, это уже придирки, невозможно предусмотреть крепеж любых плат).
В общем, спустя много часов времени сборка моего корпуса была успешно завершена. Ниже привожу несколько фотографий для иллюстрации процесса. Были сложности с установкой БП, пришлось немного переработать штатные крепления подручными средствами. Еще один важный момент, который я подробнее опишу позднее, это рекомендация изготовителя корпуса не применять термопасту на подошву радиатора охлаждения ЦП. Это им мотивируется зеркальной полировкой подошвы радиатора (что действительно имеет место быть, качество обработки высоко!). Тем не менее, как показала моя практика, наносить термопасту обязательно, разница очень большая! Я использовал лезвие для равномерного нанесения очень тонкого слоя.
Intel i5-6500 Skylake (3,2 ГГц)
GeForce GTX 1060 6G (GP106)
Процесс сборки
Блок питания Streacom ZF240 Fanless 240W ZeroFlex PSU, 240 Вт
Результат
ASUS Turbo GeForce® GTX 1060 6 Gb (TDP 120 Вт)
ASUS H110I-PLUS (чипсет Intel H110)
Задняя панель
Компоновка получилась довольно плотная, но, принимая во внимание концепцию охлаждения, это не имеет никакого значения. Нет потоков воздуха, нет проблем! Стоит отметить, что качество изготовления всех элементов корпуса и его финальный вид полностью соответствуют стоимости! Все монолитно, качественно, выглядит на уровне хорошей аппаратуры Hi-Fi. Причем я очень придирчивый в плане эстетики (корпус Fractal Design NODE 604 был безнадежно забракован по критерию “ощущение качества”!).
С чего начинаешь первое включение компьютера с пассивным охлаждением? Первым были панические атаки BIOSа по поводу того, что вентиляторы не крутятся. Исправил отключением мониторинга скорости вентиляторов. Затем установка Windows 10 64 бита, и, естественно, всего набора драйверов. Все это сопровождалось постоянным ощупыванием радиаторов (боковых частей) корпуса на предмет перегрева. До сих пор радиаторы оставались чуть теплыми. Затем установка всех утилит для мониторинга CPU-Z, GPU-Z, FanSpeed, FurMark, Prime95…
Первый же прогон Prime95 в режиме максимального нагрева ЦП выявил несостоятельность рекомендации изготовителя корпуса об отсутствии необходимости нанесения термопасты на подошву радиатора. Температура после часа теста выросла до 81 градуса. Причем, при этой температуре тротлинга не наблюдалось, ЦП продолжал поддерживать частоту 3,2 ГГц.
После такого опыта я оказался в печале, сказать честно! Это же явно не нормальная работа! О каких 95 Вт TDP процессора вообще может идти речь? А что я буду делать с видеокартой, имеющей TDP 120 Вт?! Печаль…
Первое, что я решил сделать, это разобрать корпус и нанести таки термопасту на радиатор процессора. Причем при сборке на радиатор охлаждения видеокарты термопаста была нанесена изначально ввиду значительно худшего качества обработки радиатора видеочипа. Последующая сборка, прогон тех же тестов и… максимальная температура составила 74 градуса и больше не росла даже после 3 часов разогрева! Уже лучше, но все же — это много! Внешний радиатор корпуса был очень горячий, горячее порога, который может терпеть рука!
Честно говоря, несмотря на улучшение результатов и полную стабильность ПК и тот факт, что такую температуру в реальной жизни невозможно получить, я был расстроен! После размышлений на тему “что бы предпринять” пришла мысль о том, что можно бы снизить напряжение питания ЦП… Путем нехитрого подбора выставил значение сдвига -165 мВ. При таком подходе напряжение питания остается плавающим, но максимальное значение снижается на величину сдвига.
Результат меня впечатлил! Максимальная температура, которую удалось достичь после 2 часов прогона теста Prime95 температура перестает расти и стабилизируется на уровне 64 градуса! Это максимум, который удалось достичь, что является вполне приемлемым! Забегая вперед скажу, что час игры в Doom (2016 года) на максимальных настройках Ультра на протяжении 2 часов температура ЦП составляет … меньше 45 градусов! При таких условиях ЦП бустит весьма умеренно, но, с другой стороны, задачи постановки рекордов производительности не ставилось.
Ниже приведу несколько скриншотов для иллюстрации сказанного и чтобы показать общий уровень производительности ЦП в попугаях.
В общем что имеем в итоге, вполне приемлемая для любых повседневных задач производительность, совпадающая с таковой другой аналогичной системы, при вполне вменяемой температуре.
Вот теперь я поверил в этот корпус! Но меня еще ждала видеокарта с TDP 120 Вт! Еще есть силы читать? Тогда продолжаем!
С опаской я запустил FurMark… Первый же прогон расстроил. За 15 минут температура выросла до 78 градусов без даже намека на стабилизацию! Это провал, подумал я, но решил пойти по уже проверенному пути undervolting’а! Несмотря на то, что карта у меня от ASUS мне прекрасно помогла программа от MSI Afterburner.
За счет новых технологий буста частоты ядра, ее регулировка представляется процессом непростым. Не буду слишком вдаваться в подробности, опишу лучше кратко полученный результат. Используя MSI Afterburner была поправлена кривая напряжения ядра. К сожалению, без принудительного ограничения TDP карты это помогает лишь частично.
В итоге, что имеем сейчас… Карта проходит два часа стресс-теста FurMark с выходом на стабильную температуру 71 градус, работая при частоте 1540 МГц. Память стабильно работает на частоте 9 330 МГц. В играх Diablo III (2160p, максимальные настройки), Doom (2016 года, 1080p, настройки Ультра) потребление карты составляет от 60 до 70% от максимального TDP (от 70 до 85 Вт), температура ядра не превышает 70 градусов, буст обычно держится на уровне 1800 МГц — 2000 МГц. Таким образом, имеем производительность выше стандартной, играбельность на отличном уровне в любых играх на 1080p и приемлемую температуру.
Ниже четыре скриншота из FurMark’а. Первые два при разгоне и undervolting’е, вторые два — при работе карте в состоянии из коробки. По два на каждом из стандартных пресетов 720 и 2160 (4K/UHD).
Разгон памяти, undervolting, FurMark пресет 720
Разгон памяти, undervolting, FurMark пресет 2160 (4K/UHD)
Стандартное состояние (default), FurMark пресет 720
Стандартное состояние (default), FurMark пресет 2160 (4K/UHD)
И теперь полная тишина…
P.S. Буду рад поделиться опытом или ответить на Ваши вопросы. Также буду рад замечаниям и критике.
По поводу пассивного охлаждения. Наверняка вы заметили очень высокую температуру чипсета, более 70 градусов. Для решения этой проблемы заказ приличный медный радиатор EnzoTech. Я же, в свою очередь хотел бы выслушать советы по поводу охлаждения видеокарты. На какие еще элементы (см. фото выше) стоит установить радиаторы?
Спасибо за советы и за Ваше терпение! =)
Добавление от 03.10.2016. Охлаждение элементов цепей питания GPU.
Хочу спросить совета знающих граждан. Стоит ли устанавливать радиаторы для охлаждения всех элементов, выделенных красным? Или же что-то из этого не требует дополнительного охлаждения?
Особенностью работы практически всех импульсных блоков питания является их нагрев до относительно высоких температур – порядка 50-100°С в зависимости от модели – поэтому одним из важных условий эксплуатации является обеспечение приемлемой температуры окружающей среды и охлаждения блоков питания, то есть отвода тепла от нагревающихся в процессе работы элементов. Компания MEAN WELL для охлаждения блоков питания использует следующие способы:
Естественная конвекция воздуха
Наиболее распространенный способ охлаждения блоков питания. Принцип действия заключается в непосредственной передаче тепла от нагревающихся компонентов на радиаторы и затем на корпус блока питания за счёт теплопроводности материалов, радиатор (и корпус блока питания) излучает тепло в окружающее пространство, которое за счет циркуляции воздуха в среде передается дальше, то есть происходит естественная конвекция окружающего воздуха.
Такой способ обладает высокой универсальностью — в большинстве случаев габариты корпусов блоков питания позволяют устанавливать радиаторы на основные компоненты с высоким тепловыделением. Эффективность охлаждения зависит от эффективной площади рассеивания тепла радиатора, температуры и скорости проходящего через него воздушного потока. Поэтому для ряда блоков питания корпус имеет перфорацию закрывающих частей для эффективного отвода тепла.
Достоинствами этого способа является бесшумность работы блоков питания и высокий срок службы за счет отсутствия элементов, подверженных механическому износу. Недостатки – требуется дополнительный объем пространства для размещения радиаторов охлаждения в корпусе самого блока питания и соблюдение условий по размещению блока питания, чтобы обеспечить возможность притока свежего воздуха в конечном устройстве. Как правило, такой способ охлаждения используется для блоков питания достаточно небольшой мощности – до 200 Вт.
Примерами могут быть популярная серия бюджетных блоков питания LRS (кроме моделей на 350 Вт) или серия блоков питания высокой надежности HRP (модели от 75 до 200 Вт). С учетом пожеланий клиентов, компания MEAN WELL выпустила серию блоков питания UHP, которые охлаждаются только за счет естественной конвекции во всем диапазоне мощностей в серии – от 200 до 1500 Вт.
Рисунок 1. Дополнительная перфорация корпуса для естественной конвекции воздуха. LRS-100
Использование теплоносителя (система жидкостного охлаждения)
Этот способ охлаждения компания MEAN WELL реализовала в своей новинке – серии блоков питания PHP-3500. На верхнюю панель блока питания можно прикрепить элемент теплообмена (радиатор теплообмена, артикул HS-656, приобретается отдельно), который заправляется теплоносителем (водой):
Рисунок 3. Радиатор теплообмена HS-656 для PHP-3500
Серия блоков питания PHP-3500 уникальна тем, что позволяет использовать любой из перечисленных способов охлаждения – допускается естественная конвекция воздуха, со снижением выходной мощности до 50% от максимальной и ограничением по температуре окружающей среды. Также допускается использование внешнего кулера или теплообменного радиатора с жидкостным охлаждением на максимальной мощности и максимально возможная температура окружающей среды. И также производителем предлагается третий – промежуточный способ охлаждения – это использование дополнительной алюминиевой пластины, увеличивающей площадь рассеивания тепла от корпуса блока питания.
Техпроцесс производства процессоров неуклонно уменьшается, вместе с ним уменьшается и энергопотребление. Процессоры последних поколений содержат в себе пригодную для повседневных задач графическую видео систему. Если вы не сильно требовательны к производительности в видео играх то за относительно скромный бюджет можно задуматься о тихом компьютере который будет издавать звуки только под большой нагрузкой, что случается не часто.
Далее идёт моё видение конфигурации компа для полупассивного охлаждения.
Средний CPU в пике своей загрузки выделяет 65 Вт тепла, охладить его можно заводским кулером с большей (нежели штатный) мощностью 120-150 Вт выставив настройки в BIOS чтобы он начинал крутиться только при загрузке 30-40% CPU либо температурой выше 40°С.
Ещё один источник шума это HDD, но тут всё просто, я заменил его на SSD.
Обычный, 500 Вт блок питания ($50) имеет огромный запас по мощности в моём случае, поэтому я решил отключить вентилятор полностью. Но при длительной работе под большой нагрузкой радиаторы внутри стали разогреваться свыше 60°С, так что решено было вернуть вентилятор но сделать его обороты контролируемыми.
Разные блоки питания имеют различные конструктивные особенности, возможно в каких-то случаях постоянный обдув необходим. Поэтому прежде чем вносить изменения в конструкцию вашего БП осознайте, что понимаете процесс, у вас достаточно «ровные руки» и что внесённые изменения не окажут негативного воздействия на работу вашего БП и сопутствующего оборудования. Часто бывает так, что БП прокачивает воздух всего системного блока. Любые модификации могут привести к повреждению вашего компьютера!
За основу был взят Arduino nano на базе ATMEGA168PA, из разных кусков чужих проектов составлен свой.
Поскольку ресурсы контроллера позволяют, решено было сделать трёхцветный светодиодный индикатор по типу smart LED с различным миганием и цветом в зависимости от температуры.
Температуру измеряет датчик DS18B20, в зависимости от температуры увеличиваются либо уменьшаются обороты вентилятора. При достижении >67°С включается звуковой извещатель. Транзистор — любой NPN с током > тока вашего вентилятора. Также я пробовал управлять трёхпроводным вентилятором, всё получилось, но никак не мог заставить его полностью остановиться.
Изначально использовал дефолтную частоту ШИМ (448,28 Гц) но на низких оборотах кулер издавал едва заметный звон, что никак не вяжется с концепцией бесшумного охлаждения. Поэтому программно частота ШИМ поднята до 25 кГц. На самых низких оборотах вентилятор не может сразу стартануть, поэтому первые две секунды на него подаётся импульс с максимальными оборотами, дальше обороты согласно программе.
Вот видео демонстрирующее работу устройства.
А вот собственно, скетч, прошу сильно не пинать это мой первый скетч для Ардуины :)
Принудительное охлаждение
Второй по популярности способ охлаждения. Для улучшения конвекции в дополнение к радиаторам устанавливается вентилятор (кулер), который повышает теплообмен с окружающей средой. При таком способе охлаждения требуется меньше площадь радиатора и, соответственно, требуется меньший объем корпуса блока питания, то есть меньше габариты при равной или даже большей мощности блока питания. Вместе с тем, в составе блока питания появляется дополнительная точка отказа, которая влияет на общий срок службы блока питания, к тому же блок питания в месте его размещения требует профилактического ухода (очистка от пыли).
Можно выделить две разновидности использования принудительного охлаждения в блоках питания компании MEAN WELL – первый подход заключается в использовании встроенного кулера для обеспечения номинальной мощности блока питания в виде единого конструктива. Такой подход реализован в серии SE, серии RSP-320 и других.
Второй подход предлагается для мощных блоков питания открытого типа (от 75 Вт и выше), когда пользователь самостоятельно устанавливает дополнительный вентилятор охлаждения в удобном месте. Применение внешнего кулера с рекомендованными параметрами позволяет добиться максимальной мощности от блока питания, при этом разница между номинальной мощностью (с естественной конвекцией) и максимальной (при использовании кулера) может быть значительной. Для выбора подходящей модели вентилятора используется параметр оценки – скорость воздушного потока (CFM), указывается в спецификации (даташите) на блок питания. Примерами второго подхода являются: серия для медицинского применения RSP (от 75 Вт и выше), серия EPS-120, или популярная серия EPP во всем диапазоне мощностей от 100 до 500 Вт.
Рисунок 2. Крепление дополнительного вентилятора для охлаждения. RPS-400-TF
Читайте также: